Estudo do comportamento de blocos cerâmicos queimados com adição de fibras de resíduos industriais
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Universidade Federal de Lavras
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
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Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
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Resumo
Os Blocos Cerâmicos Queimados (BCQs) são materiais muito utilizados, que necessitam de um aprimoramento constante de sua matriz cerâmica e de seus processos de fabricação. Para esse aprimoramento são necessários muitos estudos a fim de desenvolver novas tecnologias. Desta forma, o reaproveitamento de resíduos industriais para a produção de materiais compósitos tem alavancado várias pesquisas em nível internacional. Neste contexto, os objetivos deste trabalho foram: estudar e caracterizar as matérias-primas para a produção de blocos cerâmicos comuns e blocos cerâmicos compósitos produzidos em uma indústria localizada no Sul de Minas Gerais/Brasil; avaliar as características mecânicas, físicas e químicas de blocos cerâmicos convencionais e compará-las com as características de blocos compósitos fabricados com adição de fibras do bagaço de cana-de-açúcar (FBCA) e como adição de fibras de resíduos de plástico reforçado com fibra de vidro (FPRFV). As matérias-primas (Solo, bagaço de cana-de-açúcar e resíduos de plástico reforçado com fibra de vidro) foram processadas, caracterizadas e posteriormente foram preparadas as misturas para a produção dos blocos compósitos, em quantidades de 0 a 7,5% em peso de fibras adicionadas ao solo. Para conhecer as características do solo, da FBCA e da FPRFV utilizadas para a produção dos blocos, foi realizado o teste de Fluorescência por raio X, a fim de determinar as composições químicas. Além disso, foram investigados os limites de consistência das amostras de solo a partir do teste de Limites de Consistências de Atterberg, bem como feita a análise textural. Para avaliar as características das amostras dos blocos após a queima (BCQ), foram realizados os testes de Resistência Mecânica à Compressão (RM), Condutividade Térmica (CT), Absorção de Água (AA) e microscopia eletrônica por varredura (MEV) das áreas de ruptura. Um sistema fuzzy foi desenvolvido para avaliar as melhores proporções de adição de fibras, para a obtenção de blocos mais resistentes, mais leves e com menor condutividade térmica. Por fim, pôde-se verificar que a adição de FPRFV em porcentagem entre 2,5% e 5,0% aumentaram a resistência mecânica dos BCQs em 49,18% e 47,54%, respectivamente, e que o sistema fuzzy desenvolvido apresentou R2 de 0,996, 0,991 e 0,995, para RM, CT e AA, respectivamente, evidenciando eficiência do modelo para a tomada de decisões quanto às características da mistura da matriz cerâmica.
Abstract
Burnt ceramic bricks (BCBs) are widely used materials, which require a constant improvement of their raw-material and their manufacturing processes. Many studies are necessary to this improvement in order to develop new technologies. The reuse of industrial waste to obtain a new composite material have been instigating international researches. By this way, the objectives of this study were: to evaluate and characterize the raw-material to produce common ceramic bricks and composite ceramic bricks, produced in an industry located in the south of the Minas Gerais in Brazil; to evaluate mechanical, chemical and physical characteristics of the common bricks and to compare with the characteristics of composite bricks made by the addition of sugar-cane bagasse fiber (SCBF) and fiber of reinforced plastic with fiber glass (FPRFG). The raw-materials (soil, sugar-cane bagasse and the residue of reinforced plastic with fiber glass) were processed, characterized and the ceramic mixtures were prepared to produce the composite bricks, in quantity of 0 to 7,5% in weight of fiber added to soil. The chemical characteristics of the soil, SCBF and FPRFG used to produce the bricks were evaluated by X-Ray fluorescence. The limits of consistency of the soil were evaluated by Atterberg limits of consistency method as well as the texture analysis. In order to evaluate the characteristics of the burnt ceramic bricks were performed the tests of compressive strength (CS), thermal conductivity (TC), water absorption (WA) and scanning electron microscope (SEM). The fuzzy system was developed to evaluate the best proportion of the raw-material mixture, to obtain bricks more resistent, lighter and less thermal conductivity. Therefore, the addition of FPRFG in quantity of 2,5% and 5,0% increased the CS of the bricks in 49,18% and 47,54%, respectively, and the developed fuzzy system presented R2 of 0,996, 0,991 e 0,995, to CS, TC and WA, respectively, that showed the efficiency of the model for decision making about the raw-material mixture characteristics.
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RODRIGUES, M. C. Estudo do comportamento de blocos cerâmicos queimados com adição de fibras de resíduos industriais. 2018. 127 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.